可再生能源与低碳社会额对所选课程有帮助的地方有哪些
可再生能源与低碳社会额对所选课程有帮助的地方有哪些
1、可以了解可再生能源和低碳社会的基本概念,并了解它们在能源政策和低碳社会发展中的作用。
2、可以掌握可再生能源和低碳社会的新技术及应用,以改善能源利用效率,减少能源的消耗,减少废弃物的产生,减少污染,保护环境。
3、可以学习可再生能源和低碳社会的管理模式,以便于更好地实施可再生能源和低碳社会的发展战略,推动可再生能源和低碳社会的发展。
4、可以学习可再生能源和低碳社会的国际合作模式,以促进可再生能源和低碳社会在全球范围内的发展。
耀眼的礼花在空中闪烁,鞭炮声打破了夜的寂静除夕之夜,总是令人难忘的。
今年的除夕之夜,我们一家人来到外婆家过年。晚饭过后,我、姐姐、爸爸妈妈和外公外婆走到了楼下放起了鞭炮。我从琳琅满目的焰火中挑出“大礼花”,点上火,只听“啪”的一声,“大礼花”飞上了天,天空中顿时像天女散花一样,一朵接着一朵,不停地在空中绽放,我们顿时像置身于花的海洋一样,真是太美了!礼花还没从天幕中隐去,姐姐便以迅雷不及掩耳之势拿出了“彩虹追月”,只见她点好火后急忙躲到一边,只听“啪——”的一声,“彩虹追月”飞上了天,在空中划过一条美丽的弧线,接着,又慢慢消失。外公外婆按捺激动的心情,拿出了“招财猫”。刚刚点燃,“招财猫”便飞上天空,在空中不住的转圈儿,仿佛一个不受拘束的飞天陀螺,过了一会儿,又慢慢散开。接下来,爸爸拿出了鞭炮,铺在地上,点好了火。“噼里啪啦……”我捂住耳朵,这鞭炮的每一声都寄托着我们对新年的希望,当鞭炮响起的那一刹那,我们就已奏响了新的一年,新的乐章。妈妈在一旁终于忍不住了,点燃了“新年礼炮”,顿时,天空中出现了佛手似的金色条纹,耀眼的金色普照大地,我看呆了,此刻,这金色是那么的光彩夺目,这“佛手”和空中其它五光十色的焰火形成了最夺目的风景,我的视线始终无法从它们身上转移……
啊!美丽的除夕夜!我爱你!是你为我带来了快乐!真是难忘今霄啊!令我梦魂萦绕的除夕夜,我们明年再见!
泛指从自然界获取的,可以再生的非化石能源.即通过天然作用或人工活动能再生更新,而为人类反复利用的自然资源叫可再生资源,又称为更新自然资源,如土壤、植物、动物、微生物和各种自然生物群落、森林、草原、水生生物等。目前主要是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能和海洋能等自然能源。
不可再生能源
泛指人类开发利用后,在相当长的时间内不可能再生的能源资源。主要指自然界的各种矿物、岩石和化石燃料,例如泥炭、煤、石油、天然气、金属矿产、非金属矿产等。这类资源是在地球长期演化历史过程中,在一定阶段、一定地区、一定条件下,经历漫长的地质时期形成的。与人类社会的发展相比,其形成非常缓慢,与其它资源相比,再生速度很慢,或几乎不能再生。人类对不可再生资源的开发和利用,只会消耗,而不可能保持其原有储量或再生。其中,一些资源可重新利用,如金、银、铜、铁、铅、锌等金属资源;另一些是不能重复利
用的资源,如煤、石油、天然气等化石燃料,当它们作为能源利用而被燃烧后,尽管能量可以由一种形式转换为另一种形式,但作为原有的物质形态已不复存在,其形式已发生变化。
可作为能源的植物种类很多,主要是某些农作物及有机残留物,林木、森林工业残留物,藻类、水生植物也是有待开发的能源植物。使用植物作为能源,可以作为固体燃料,或借助科学方法转换为炭、可燃气或生物原油等。林业能源方面,培植生长快、光合作用效率高、繁殖力强的树木在国外已受到重视。中国林业科学研究院试验研究,列出60余种能源植物。森林能源的利用方法有两种:通过干馏来提取煤气、焦油和炭;直接进行燃烧,石油植物也是近年来开辟的一个新领域。
石油是不可再生的能源,故它的枯竭是不可避免的,必然的。所以许多国家都在进行替代能源的研究,能源植物的研究便应运而生了。美国诺贝尔奖获得者卡尔教授,早在1984年就开发出首个人工石油植物,得到每公顷120-140桶原油的收成。美国现已种植石油植物达几百万亩之多,英国也开发了150万亩,而瑞士更制订计划利用植物石油取代全国半数石油消耗量。
欧洲和北美也大量种植多年生草本植物,作为燃料发电,如象草就是这样一种植物。英国还查明,草原网草,大网茅和高沙草等植物的生长速度快,是种植的重要能源植物。还有大戟科的大戟属,红雀珊瑚属和海漆属,也是理想的燃料植物。
树海桐,又叫石油果 ,是一种潜在的石油代用品。巴西的香波树,在树上挖个洞,油就会流出来。美国的黄鼠草,西海岸的巨型藻,澳大利亚的丛粒藻等也能提炼出石油来。
我国也不乏石油植物,如海南的汕楠树,还有桉树,都能高产石油。经科学家鉴定,有生产价值的能源植物,生长在亚太地区的,就有10多种草本植物,18种灌木,23种乔木和18种灌木。
富含类似石油成分的能源植物
续随子、绿玉树、西谷椰子、西蒙得木、巴西橡胶树等均属此类植物。例如巴西橡胶树分泌的乳汁与石油成分极其相似,不需提炼就可以直接作为柴油使用,每一株树年产量高达40L。我国海南省特产植物油楠树的树干含有一种类似煤油的淡棕色可燃性油质液体,在树干上钻个洞,就会流出这种液体,也可以直接用作燃料油。
富含高糖、高淀粉和纤维素等碳水化合物
利用这些植物所得到的最终产品是乙醇。这类植物种类多,且分布广,如木薯、马铃薯、菊芋、甜菜以及禾本科的甘蔗、高粱、玉米等农作物都是生产乙醇的良好原料。
富含油脂的能源植物
这类植物既是人类食物的重要组成部分,又是工业用途非常广泛的原料。对富含油脂的能源植物进行加工是制备生物柴油的有效途径。世界上富含油的植物达万种以上,我国有近千种,有的含油率很高,如桂北木姜子种子含油率达64.4%,樟科植物黄脉钓樟种子含油率高达67.2%。这类植物有些种类存储量很大,如种子含油达15%~25%的苍耳子广布华北、东北、西北等地,资源丰富,仅陕西省的年产量就达1.35万吨。集中分布于内蒙、陕西、甘肃和宁夏的白沙蒿、黑沙蒿,种子含油16%~23%,蕴藏量高达50万t。水花生、水浮莲、水葫芦等一些高等淡水植物也有很大的产油潜力。
用于薪炭的能源植物
这类植物主要提供薪柴和木炭。如杨柳科、桃金娘科桉属、银合欢属等。目前世界上较好的薪炭树种有加拿大杨、意大利杨、美国梧桐等。近来我国也发展了一些适合作薪炭的树种,如紫穗槐、沙枣、旱柳、泡桐等,有的地方种植薪炭林3~5年就见效,平均每公顷薪炭林可产干柴15t左右。美国种植的芒草可燃性强,收获后的干草能利用现有技术轻易制成燃料用于电厂发电。
可再生能源的发展前景随着越来越多的国家采取鼓励可再生能源的政策和措施,可再生能源的生产规模和使用范围正在不断扩大,2007年全球可再生能源发电能力达到了24万兆瓦,比2004年增加了50%。2007年至少有60多个国家制订了促进可持续能源发展的相关政策,欧盟已建立了到2020年实现可持续能源占所有能源20%的目标,而中国也确立了到2020年使可再生能源占总能源的比重达到15%的目标。
自2006年1月可再生能源法实施以来,中国可再生能源已经进入快速发展时期。2007年中国可再生能源项目的投资总额已达到120亿美元,名列世界第二。2008年11月起陆续公布的4万亿投资计划中,也毫无悬念地出现了发展新型清洁能源的投资计划,天然气、核能、水能已经成为优先发展的目标。
根据中国中长期能源规划,2020年之前,中国基本上可以依赖常规能源满足国民经济发展和人民生活水平提高的能源需要,到2020年全国可再生能源利用总量将相当于6亿吨标准煤,对中国能源结构调整,减少温室气体排放,保护生态环境将发挥更大作用。
生产技术
生物柴油生产
化学法
国际上生产生物柴油主要采用化学法,即在一定温度下,将动植物油脂与低碳醇在酸或碱催化作用下,进行酯交 换反应,生成相应的脂肪酸酯,再经洗涤干燥即得生物柴油。甲醇或乙醇在生产过程中可循环使用,生产设备与一般制油设备相 同,生产过程中副产10%左右的甘油。但化学法生产工艺复杂,醇必须过量;油脂原料中的水和游离脂肪酸会严重影响生物柴油 得率及质量;产品纯化复杂,酯化产物难于回收,成本高;后续工艺必须有相应的回收 装置,能耗高,副产物甘油回收率低。使用酸碱催化对设备和管线的腐蚀严重,而且使用酸碱催化剂产生大量的废水,废碱(酸)液排放容易对环境造成二次污染等。
生物酶法
针对化学法生产生物柴油存在的问题,人们开始研究用生物酶法合成生物柴油,即利用脂肪酶进行转酯化反应,制备相应的脂肪酸甲酯乙酯。酶法合成生物柴油对设备要求较低,反应条件温和、醇用量小、无污染排放。需以大豆油为原料,采用固定化酶的工艺,酶用量为 油的30%,甲醇与大豆油摩尔比为12:1,反应温度40℃,反应10h生物柴油得率为92%。因酶成本高、保存时间短,使得生物酶法制备生物柴油的工业化仍不能普及。此外,还有些问题是制约生物酶法工业化生产 生物柴油的瓶颈,如脂肪酶能够有效地对长 链脂肪醇进行酯化或转酯化,而对短链脂肪醇转化率较低(如甲醇或乙醇一般仅为40%—60%);短链脂肪醇对酶有一定的毒性,酶易失活;副产物甘油难以回收,不但对产物形成抑制,而且甘油也对酶也有毒性。
超临界法
即当温度超过其临界温度时,气态和液态将无法区分,于是物质处于一种施加任何压力都不会凝聚的流动状 态。超临界流体密度接近于液体,粘度接近于气体,而导热率和扩散系数则介于气体和 液体之间,所以能够并导致提取与反应同时 进行。超临界法能够获得快速的化学反应和很高的转化率。Kusdiana和Saka发现用 超临界甲醇的方法可以使油菜籽油在4min 内转化成生物柴油,转化率大于95%。但反 应需要高温高压,对设备的要求非常严格,在大规模生产前还需要大量的研究工作。
生物乙醇生产
生物乙醇的生产是以自然界广泛存在的纤维素、淀粉等大分子物质为原料,利用 物理化学途径和生物途径将其转化为乙醇的一种工艺,生产过程包括原料收集和处理、糖酵解和乙醇发酵、乙醇回收等三个主要部分。发酵法生产燃料酒精的原料来源很多,主要分为糖质原料、淀粉质原料和纤维素类物质原料,其中以糖质原料发酵酒精的 技术最为成熟,成本最低。木质纤维原料要先经过预处理再酶解发酵,其中氨法爆破(ammonia fiber explosion)技术, 被认为是最有前景的预处理方法。随着耐高温、耐高糖、耐高酒精的酵母的选育和底物流加工艺,发酵分离耦合技术的完善,工业 发酵酒精的成本还将越来越低。
石油危机后科学家总是想找一种稳定的替代能源,因此就盯上了天然气和煤炭,其中煤炭的储量是石油的几十倍甚至更多,但对于化石燃料来说,无论其体量有多大,总是用一点少一点,而人类需要一种可持续能源,甚至是无限能源!
“石油树”就是科学家从众多替代的可持续能源中找出来的,因为它们的含油率很高,只要有太阳就能产油,存在相当高的利用价值,那么石油树未来真可能代替石油吗?
石油树到底是什么树?
一般所指的就是石油树大都是指桐油树,或者叫麻风树,这种树很常见,果实可以榨油作为木材的防腐层,是重要的工业用油提供者,它的果实产油率很高,种子含有约20%的饱和脂肪酸和80%的不饱和脂肪酸,以及它们产油率25%-40%(重量),但一般直接榨取只能达到26%,如果用化学溶剂萃取法则可达40%以上。
它的油脂是生物柴油的优质原料,2007年,英国石油公司在印度安得拉邦投资1000万美元,种植了8000公顷的桐油树,收获的果实将被用作制造生物柴油!
桐油树的好处是它不像粮食作物制造酒精需要挤占口粮份额土地,可以生长在荒山野岭上,对土地要求很低,而且需水量不大,因此它是一种比较理想的能源来源。印度政府认为,只要将印度没有被利用的荒地都种上桐油树,将会满足印度未来的能源需求。
还有哪些“石油树”?
据中国热带农业科学院网站的一篇报道,海南正在尝试多种“石油树”,比如天然生长在海南省沿海沙滩地带的灌木植物牛角瓜,其茎、叶的汁液中即可提取轻质油类,可以称为石油的替代品,另外黄宗道院士临终前的一份建议书中也指出马来西亚牛角瓜和马来西亚引进的最高产油棕,未来都有潜力成为替代石油的植物。
海南还有很多“产油”的植物,比如早期没有电灯时代用来点灯的油楠,等树长到十几米高时,在树干上钻个孔,经过两三个小时后就能流出5~10升黄色液体,不需要任何加工即可点灯,甚至稍作过滤即可作为柴油机燃料,因此油楠也被称为“柴油树”。
另外绿玉树浑身白色汁液尽管有毒,大却能作为加工石油的原料油,还有橡胶树、椰子树都是有潜力的石油植物。
“石油树”到底能否替代石油?
生物柴油非常优势明显,首先可以降低二氧化碳和硫化物的排放,也能降低芳烃75%-90%的排放,致癌物也大幅下降,对环境比较友好,特性与石油提取的燃料油类似,发动机不需要改装,另外生物柴油等制品的闪点很高,甚至比石油柴油还高,非常安全。
而且它还容易降解,泄漏后28天,即可降解85~90%,对自然界危害比较小,另外生物毒性也很低,对皮肤刺激也低,几乎浑身都是优点,从可持续角度来看,石油树是完全可持续发展,只要有土地和阳光,石油就能源源不断地产出,一直到天荒地老、海枯石烂........
而且那么为什么还不全国推广呢?
因为生产它很麻烦,比如“石油树”之称的桐油树,它的种子含油率40%,但那是干果,需要一个个去捡拾回来(成熟时会掉落),油楠需要一棵棵去割取回来,其它的“石油树”同样存在这样或者那样的诸如采集或者加工麻烦,成本其实是比较高的。
只有等油价高企,或者难以获取时,这些石油树才会体现出真正的价值,而在现代仍然有大量石油蕴藏可以去发现或者技术提升即可开采时,生物柴油这些生物来源,仍然只是一个替代品,它无法大规模替代石油,当然石油另外一个功能是工业原料,比如塑料和各种高分子材料都是石油制品,生物油脂中这部分无法替代!
国内生物柴油公司经营状况
无论是生物油脂还是化石燃料,归根结底都是来自太阳能,植物转换太阳能的效率最高也只有4-6% 左右,而石油树有很大一部分的太阳能用作了本身的生长,因此能成为油脂的部分可能连1%都不到,保守估计可能在0.1%左右,当然植物面积可以很大,所以它们的产量仍然是十分可观的!
但我们的太阳能电池很容易就能达到20%以上,至少是植物的20倍,未来的效率更高的太阳能电池甚至是油脂类植物最终产油效率的几百倍,现在存在的问题并不是太阳能如何获取的问题,而是如何储存!
因为太阳能发电技术不难,但发电时却不一定是用电高峰期,很多弃光弃风(放电)的现象就这样发生了,因此未来真正的替代能源方式不是“石油树”(当然它也是一种来源),因为我们不缺能源,而是发明一种高效储存太阳能或者风能等可再生能源的蓄电池,这才是王道!
但更理想的未来是实现核聚变,届时所谓的太阳能、生物柴油.....这些都是过眼云烟,这是宇宙中终极的能源,可惜现在还遥遥无期!
在1928年的时候,科学家首次在野外发现“石油树”的存在,并且含有多个种类,但是在当时地球上并没有发生“能源危机”,所以人类对“石油树”并不重视,也就是科学家们看看罢了,在发现的时候,生活在“石油树”附近的居民已经利用这些植物的树皮、树干、树根、树叶和果实中流出的液体作为燃料,并且是不需要进行任何处理就可以做到,所以“石油树”的利用还是非常方便。
但是在几十年之后,也就是1973年的时候,随着人类对能源需求的扩大,“石油树”再次成为了科学家们的热议点,当年美国科学家几乎跑遍了全球,终于再次发现了“石油树”的存在。但是这个时候数量已经不多了,后期继续寻找和研究才知道更多的“石油树”物种出现。
“石油树”是一种什么树
按照科学家们的寻找情况来看,其实“石油树”的种类很多,其中在巴西的卡尔文,科学家们发现了一种名叫“苦配巴”的树,这种树堪比“石油树”之中的最优者,该树木是一种乔木,最大可以长岛30米高,1米粗。更加令人惊讶的是,这种树只要在树干上钻一个直径5厘米孔,就可以流出一种类似于柴油的物质,并且在两三小时流出的“油”可达一二公升,当然也是可以直接进行使用的。
所以这种树非常的好,但是不知道为什么,科学家们并没有将这种树延续下来,后面也就没有什么消息了。而如今我们看到最多的“石油树”也就是以麻疯树为主,其次就是橡胶树,这些树种每1株树年产量高达40升的类似燃料油的物质,所以如今全球很多国家也在种植这些树。而我国就是有大量的“麻疯树”,并且分布在广东,广西,四川,贵州等多个省份。
这些植物原产于热带美洲,我们也是看到了这种“石油树”的好处,所以才算是栽培的。麻疯树果实含油率高达60%,可以提炼出不含硫、无污染、符合欧四排放标准的生物柴油,所以成为了我国的很重要的能源资源,并且利用荒山荒地种植麻疯树的规模还是不小,所以这种植物是非常受欢迎的,当然同样道理,是可以直接利用油脂进行使用的,所以也是“石油树”的一种。
“石油树”——麻疯树有多强?
首先这里需要说明一个问题,那就是麻疯树的茎、叶和皮、种子都含有剧毒的汁液,这个需要重点注意下,但是由于麻疯树又是一种出油高的物种,所以让人类是“取舍”难以抉择。但是随着地球资源越来越少,人类也就要避开其坏处来进行种植了。上面我们也说了,麻疯树果实含油率高达60%,而它的籽粒的含油率也是达到了60-80%。如果按照每公顷的麻疯树种植情况来看。
预计是可以产出2.7吨麻疯树油,所以可以直接供应上千户人家的使用,这完全可以将麻疯树作为“能源救星”。当然这也是“石油的救星”,只不过如今人类还未大量的将“石油树”运用起来,所以很多人了解也比较少。同时除了我们已经介绍的“石油树”之外,还有一些相似的树木,例如:续随子、绿玉树、西谷椰子、西蒙得木等均属此类植物,都是属于“石油树”的种群,所以科学家们在不断扩大石油树的种群,都是为了缓解能源。
“石油树”是否有望解决能源危机问题?
确实从能源的角度来讲,“石油树”确实能够缓解能源危机,但是要彻底解决能源的问题,这个可能性不大,从我们简单的介绍就可以知道,“石油树”的所产生的油,虽然可以作为生活之中的一部分食用油,但是都是一些相似的“石油产品”,而并非是绝对性的石油,所以肯定要经过处理才可能将其使用起来,因为如今使用石油最多的就是交通工具为主,全球有多少交通工具使用,这完全是没办法估量的。
同时从1公顷所产生2.7吨油的情况来看,对一辆大型车来说,2.7吨的油也用不了半年的时间,所以能够解决能源的危机完全不可能,但是缓解还是可能的,所以这算是一种“新能源”或者“天然”的绿色能源,但是要想解决能源危机,这个差距还是非常的大。如果“石油树”真的能够解决能源危机,那么人类如今也不会因为能源的问题而开启了竞争模式。
总结
所以综合情况来说,虽然“石油树”的种类多,但是它们集体所产生的能源也并不是很大,就算是1公顷的麻疯树,所产生2.7吨油,也用不了多久,所以还是非常的少。这就是大概的情况,能源危机要解决,可能还是需要人类从节约资源做起,同时开展一些风能,太阳能,水能等等,这样还是有一定概率缓解能源危机,但是要彻底解决能源危机基本上就不可能了,地球资源只会越用越少,需求总是大于了再生能力。
我优美生态环境保卫者,很高兴能回答您提出的问题。
前几天我刚刚写了一个回答,就是地球的能源多长时间就要枯竭,我把地球上除了直接利用的太阳能外,其它的常见能源都简单地分析了一下,结果是如果按照现有的消耗速度,二百年左右地球能源就会耗尽,即使提高科学技术水平,提升能源利用效率以及发现一些新型能源,一千年左右地球常规能源也会告罄,所以说我们地球面临的能源危机压力还是非常大的。
近年来,随着能源 科技 水平和生物技术的发展,人们越来越意识到,我们从生物质中提取合成化学产品和能量将会有广阔的发展前景,因为每年地球上的植物所合成的生物质,折算下来估计能够达到2000亿吨以上,当然,大部分的植物靠光合作用形成的生物质是碳水化合物,不能直接合成由碳氢化合物构成的石油。不过,科学家们经过深入的调查实验研究,陆续发现了不少可以通过光合作用合成碳氢化合物的植物,这些植物的光合作用非常彻底,它们流出来的油有些可以直接用于柴油 汽车 ,有些经过些许工艺也能制造出柴油来。所以这些植物被科学家命名为“石油树”或者“柴油树”,目前还没有发现可以用来提取汽油的植物。
下面举几个“石油树”的例子。
1、桉树:不同的桉树其含油量不同,目前世界上500多种桉树其含油量较高的有20-30种,比如辐射桉含油量可以达到4-5%,枫桉可以达3-4%,灌木桉2%、蓝桉和柠檬桉1%,等等,这几种是桉树的叶片和嫩枝含油量是相对很高的。有的科研机构做过实验,种植以上含油量较高的桉树种,1公顷1年可产“石油”90升左右。
2、油楠:这个树种我国海南、广东、广西就有分布,它的木质芯材部分,含有淡棕色可燃性油质液体,如果树长到10米以上,那么在树干划开一个口子或者折断树枝,油液就会自行流出。据统计,一棵成熟的油楠一天就可以产出“柴油”6升以上,经过滤后可直接供柴油机使用。
3、麻疯树:原产美洲,现在我国两广和云贵地区也有分布,它含油量较高的部分是果实,含油量可达60%以上,经过测算,一般1公顷1年可提炼出1300升生物柴油。
4、美洲香槐:有的报道说这个是世界上产油率最高的植物,原产美洲,我国南部和西南部的省区都有一定分布。它的含油部分是流出的类似乳胶的物质,经测算,1公顷1年可产油1500升左右。
与传统的化石能源相比,生物质能源更为清洁、更加环保、而且可再生, 展示出了它特有的优越性,目前,世界各国都越来越重视生物质能源的开发利用,发展生物质能源产业已经成为各国政府的重大战略举措。 但受到植物光合效率及植物占地面积这两大因素的制约,如果按照现有石油消耗的速率,即使在地球上全部可种树的地方种植这样的树种,也达不到我们的需求量。而且,目前我们的生物技术、分子化学技术还只能从中提取生物柴油,开发出燃料的品种非常单一,也决定了当前“石油树”不能代替传统石油的状况。
我相信,随着各国的不断重视和不断地增加投入,我们将会发展、创新更多的生物质高新技术,生物质领域的产业发展前景会越来越广阔,加之越来越发展 成熟 的核能、太阳能、地热能等新能源利用,地球上的能源危机会逐渐缓解的。
众所周知,石油是现代生产生活中不可或缺的重要资源。然而,地球上的石油蕴藏量却是有限的,经过不断开采和利用,人类可能会在不久的未来面临能源枯竭危机。因此,人类一直在不断研究寻求新的可替代能源。
科学家在上世纪经过大量的考察研究,陆续发现了一些可以从中提取类似“石油”的植物。这其中,有一些“石油树”流出的油甚至可直接发动 汽车 ,有一些只需稍加些许处理便可作为燃料。那么都有哪些石油树?它们是否有可能解决能源危机问题?
石油树
我们熟知自然界绝大部分的绿色植物经光合作用,生成的有机物主要是碳水化合物。
不过,经过科学家深入世界各地对植物的了解研究发现,有些特殊的植物可以通过光合作用产生碳氢化合物。这种化合物正好是石油的主要组成成分。这类植物就被称为“石油树”。从这些石油树的树皮、树干、树根等部位中流出来的汁液,可作为燃料。有的可以直接用来为柴油 汽车 提供动力,有的只需稍作加工提炼,就可以制造出柴油来,而目前还未发现能够用来提取汽油的植物。
利用植物提供能源的做法, 称为“生物质能”,生物质能源是从太阳能转化而来的。也就是说,对石油树的开发利用,其实是利用光合作用将太阳能转化为化学能(烃类)。从石油树中获取石油,本质上是对太阳能的利用,属于是一种可再生能源。
那么,如此神奇的石油树都有哪些呢?
在巴西有一种叫“苦配巴”的大树,是一种高大乔木,可长至30 米高,1米粗。只要在树干上钻一个几厘米的小孔洞,即可不断地流淌出一种油状汁液,两三小时流出的“油”可达1-2公升。苦配巴产出的“油”不必加工提炼,就可以当燃料使用,可用直接用来发动柴油 汽车 。美国、日本都曾将引“苦配巴”引种到自己国内。在美国加利福尼亚州种植试验场,据估计,100棵“苦配巴”树每年能产一二十桶柴油。
在我国海南岛也生长着一种能生“柴油”的油楠树,高度可达二三十米,一般长到12-15米高时,就能产“油”。在树干上钻洞或砍破树干,即流出淡黄色的油液,点火即可燃烧。一棵大油楠树每年最高可产50公斤的柴油。
还有原产于美洲,现广泛分布在全球热带地区的麻疯树,是最为多见的石油树种。它是一种落叶小乔木或灌木,其果实含油率高达50%—80%,可提炼出不含硫、无污染、符合欧四排放标准的生物柴油,因此成为我国重点开发的绿色能源树种,在我国引种有300多年的 历史 ,在海南、两广、云贵川等南方地区均有大规模种植。该树种树枝产生的汁液,稍加处理就可用于各种柴油发动机。
此外,还有油棕、桉树、光棍树、银合欢、黄连木等等石油植物。
是否有望解决能源危机问题?
地球内部的石油需要经过至少200万年的漫长演化才能形成,开采石油又是一项技术活,而且开采成本还很高。相比之下,从植物中榨油,则要经济、省事太多。那么,如果能大力开发这些石油植物,人类是否有望解除能源危机呢?
要依靠“石油树”彻底解决能源问题,基本上是一件不太可能的事。相比人类对石油的巨大消耗量,石油植物的产量显然是不够大的。据估算,一棵大石油树的产油率,约为每小时一公斤左右。要将大规模的石油树,从小树苗开始栽培到可以量产“石油”,是需要耗费大量的时间、人力、物力以及财力的。这并不一定会比勘探开采石油容易。
并且,这类植物石油能源,虽说可以直接当柴油来用,但燃烧效率并不高,需进一步加工提炼。再者,绝大多数这类能源依然不是清洁能源,在燃烧时,和石油一样,也是会释放温室气体的。
所以,要想解决能源问题,还是需要开发利用一些可持续的绿色清洁能源才是正解。
随着 社会 发展和 科技 进步,能源问题越来越突出。一方面是能源供给不足,世界范围内的能源分布不均匀;另一方面是化石能源的使用排放了大量的温室气体,对环境产生了巨大的危害。保障一国的能源安全对其经济发展和民生有重要的保障作用。如果没有能源我们的车就跑不起来,我们的电就无法使用,我们的 社会 就无法正常地运转起来。
后来,科学家发现了一种可生产燃料的石油树,这种“石油树”是什么呢?它能够成为人类解决能源问题的救命稻草吗?
石油树
早在1928年的时候,就有美国的科学家发现了“石油树”,但是那时候能源危机尚未出现,能源需求尚小,人们对于将树木当成石油燃料的概念还尚未形成。那么石油树到底是什么呢?
有一些植物的汁液是含有碳氢化合物的,也就是说从这些植物的树皮、树干、树根、果实等流出的液体都是可以燃烧的,这就是我们所说的石油树。
树木本身就含有很多的碳,所以它们的枝干都能当作柴火来烧。但是石油树和我们平日所见的树木最大的差别就是,它们产出的“油”是可以烧的。我们不用将树木砍掉,就可以获得“油料”。
1973年,美国的科学家卡尔文在巴西发现了一种叫做“苦配巴”的树,这种树木很高大,能够长高到30米,直径达1米。这种树木最为神奇的地方就在于它们可以流出一种油状的汁液,成分接近柴油,不用进行任何的加工就可以直接进行燃烧。不仅如此,这种树木的出油量也不少,在两个小时之内就可以得到2-4斤的油。
令人欣喜的是,这种石油树并不少,而且很可能广泛存在我们的身边。据说在北美、西欧和非洲地区,有一种含油大戟,它们所流出的胶汁状的液体也是类似石油的燃料。除此之外,还有油棕榈树,油楠树等等。
科学家通过对部分“石油树”进行实验种植均得到了许多不错的成果,产油的成果非常喜人。通过种树产油这种做法直接挖石油感觉更环保,种树不仅获得了新鲜的空气,还获得了大量的“石油”,这颇有点一举多得的感觉。而且,我们获得的更像是“可再生燃料”。
石油树能解决能源危机吗?
从多个纬度上来看,石油树的开发对人类来说都是一件利大于弊的事情。但是我认为要依靠石油树解决石油问题还是很难的,因为产量不够大。一棵树在一个小时之内只能得到2斤左右的石油,要规模化地获得这些燃料是非常昂贵的,不一定比勘探石油容易多少。
此外,还有另外一个问题就是,石油树最多就是为人类提供了新的石油的替代品,仍然不是清洁能源,即使人们想办法获得了这种可再生的能源,依然会产生大量的温室气体。大多数石油树所获得的油都是不能直接用作燃料的,还有很多需要进一步加工,量产难度大,可能会导致燃料成本过高。
尽管如此,石油树的出现还是让我们看到了一种解决能源问题的可能性,我们的身边可能存在着很多我们意想不到的答案。在生态环境和气候环境不断恶劣的今天,我们除了确保能源的正常供应外,我们还应该选择清洁地使用能源,使用清洁能源。
小结:
能源问题是21世纪以来人们最为重大的一个问题,解决能源问题对人类的长久发展有重大的意义。科学家早在20世纪70年代的时候就发现了石油树,这种树的汁液具有石油和柴油的特性,虽然可再生,但是难以量产,而且还会产生大量温室气体。
你认为石油树的价值大吗?能够解决能源问题吗?
不用再考虑这些了。开发磁动力吧。开发起来什么都解决了。
石油树 石油是一种碳氢化合物,它是古代生物变成的。地底下或海底下的石油是几百万年前沉积在地底的生物残骸,在微生物的作用下腐烂,经过泥沙覆盖加压加温而形成的,这样形成的石油来得太慢、数量也有限。早在1928年,美国科学家艾迪逊在研究橡胶树时,就发现好几种植物的液汁中含有碳氢化合物。从这些植物的树皮、树干、树根、树叶和果实中流出的液体,都可以燃烧。有些植物的液汁,在科学家来研究它们之前,当地的老百姓就将它们用来当燃料了。可惜的是,当时还未发生能源危机,人们对用植物生产燃油的兴趣并不大,所以没有引起重视。
不能,种植这些需要消耗大量的土地。比如中国,中国不可能有多余的地去种这些。中国每年要进口大量的大豆就是因为没有那么多地去种植大豆。
现实生活中,甲醇、乙醇已经可以部分取代石油!从技术角度看,有机物可以合成汽油,就看经济可行性了!
石油树刚听说,目前我还没有见过,石油树石油的产量是多少啊,总产量没有多少,只是个笑话吧
如煤和石油都是古生物的遗体被掩压在地下深层中,经过漫长的演化而形成的,一旦被燃烧耗用后,不可能在数百年乃至数万年内再生,因而属于“不可再生能源”。
人类对不可再生资源的开发和利用,只会消耗,而不可能保持其原有储量或再生。其中,一些资源可重新利用,如金、银、铜、铁、铅、锌等金属资源,另一些是不能重复利用的资源,如煤、石油、天然气等化石燃料,当它们作为能源利用而被燃烧后,尽管能量可以由一种形式转换为另一种形式,但作为原有的物质形态已不复存在,其形式已发生变化。
摘 要:本文通过新能源——生物质能的概述,初步展示其性质特点。同时,结合当下时事,论述其在新农村建设中起到的作用来证明新农村的建设离不开生物质能的应用与发展,重点讲述了秸秆在实际应用中的途径与意义。而生物质能作为一种无污染,效益高的新性能源,通过查阅相关文献了解到其发展过程中存在的主要问题进行分析研究,进而提出了几点对策。
关键词:生物质能,新农村建设,秸秆应用,现状分析
生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能(biomass energy ),就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源依据来源的不同,可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。
生物质能特点
1) 可再生性
生物质属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用;
2) 低污染性
生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少;生物质作为燃料时,由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量,因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减轻温室效应;
3) 广泛分布性
缺乏煤炭的地域,可充分利用生物质能;
4) 生物质燃料总量十分丰富。
生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000~1250亿吨生物质海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多。
生物质能应用
生物质能一直是人类赖以生存的重要能源,它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源,在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计,生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分,到下世纪中叶,采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。
目前人类对生物质能的利用,包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等;间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等,它们通过微生物作用生成沼气,或采用热解法制造液体和气体燃料,也可制造生物炭。生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。据估计,每年地球上仅通过光合作用生成的生物质总量就达1440~1800亿吨( 干重 ),其能量约相当于20世纪90年代初全世界总能耗的3~8倍。但是尚未被人们合理利用,多半直接当薪柴使用,效率低,影响生态环境。现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷,用热解法生成燃料气、生物油和生物炭 ,用生物质制造乙醇和甲醇燃料,以及利用生物工程技术培育能源植物,发展能源农场。
新农村建设离不开新能源发展
中国是一个农业大国,农村人口占大多数,因此农村和农民问题是关系到国家稳定与发展的关键性问题。近年来,随着农村经济的发展,农民生活水平不断提高,广大农村对于能源的需求量也在不断上升,传统能源的大量使用造成了严重的污染问题,同时日益增大的农村能源需求量也给我国本已严峻地能源形势带来了更大的挑战。根据《2004年世界BP能源统计年鉴》提供的资料,2003年世界石油探明总储量为1567亿吨,中国石油探明总储量仅占世界的2.1%,但中国的石油年消费量却占到了世界的7.6%,2003年中国石油对外依存度达到了35%,专家预计这一数字到2020年将达到60%。同时我国农村许多地区风能、太阳能、生物质能源丰富,蕴含着发展新能源的巨大潜力,因此,将可持续发展理念引入农村能源利用领域,大力推进新能源建设,则是解决农村能源与环境之间矛盾的有效途径。
新农村建设是我国现代化进程中的重大历史任务,目的在于改善农村生态环境,提高农民生活质量。其中一项重要措施就是大力发展循环农业,开发使用新能源。过去对于农村能源有一个十六字方针,即“因地制宜,多能互补,综合利用,讲求效益”,这是在短缺经济的背景下,针对能源危机而提出来的。目前,我国农村的社会、经济及其能源供需结构形势发生了重大变化,大量商品能源进入农村市场,农村能源面临着结构升级和如何现代化的问题,原十六字方针因缺少生态观和市场观,已不符合现时和未来农村能源可持续发展的实际。因而开发利用生物质能对中国农村更具特殊意义。中国80%人口生活在农村,秸秆和薪柴等生物质能是农村的主要生活燃料。尽管煤炭等商品能源在农村的使用迅速增加,但生物质能仍占有重要地位。1998年农村生活用能总量3.65亿吨标煤,其中秸秆和薪柴为2.07亿吨标煤,占56.7%。因此发展生物质能技术,为农村地区提供生活和生产用能,是帮助这些地区脱贫致富,实现小康目标的一项重要任务。
1991年至1998年,农村能源消费总量从5.68亿吨标准煤发展到6.72亿吨标准煤,增加了18.3%,年均增长2.4%。而同期农村使用液化石油气和电炊的农户由1578万户发展到4937万户,增加了2倍多,年增长达17.7%,增长率是总量增长率的6倍多。可见随着农村经济发展和农民生活水平的提高,农村对于优质燃料的需求日益迫切。传统能源利用方式已经难以满足农村现代化需求,生物质能优质化转换利用势在必行。
生物质能在新农村建设中的应用意义
生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能储存在生物质内部的能量。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能,它通常包括以下几个方面:一是木材及森林工业废弃物;二是农业废弃物;三是水生植物;四是油料植物;五是城市和工业有机废弃物;六是动物粪便。在世界能耗中,生物质能约占14%,在不发达地区占60%以上。全世界约25亿人的生活能源的90%以上是生物质能。
以秸秆产能技术为例,秸秆产能是生物质能里面具有代表性的一种。秸秆属可再生能源,年复一年可保证能源的永续利用。有资料介绍,植物在燃烧过程中放出二氧化碳,但它在生长过程中要吸收二氧化碳,这放出和吸收是基本平衡的,所以对环境保护有利。同时从秸秆的化学成分和热值看亦有它的优势,将它燃烧产生的灰分不小于10%,而且灰分还是一种好的农作物所需的肥料,是发展循环经济的好项目。农作物的成熟期主要集中在春季和秋季,由于它们的生长期和成熟期与气候密切相关,因地区不同也有一些差异。我国秸秆的产生量主要集中在春末或春夏交替期、夏末或夏秋交替期及秋季。由于中国土地辽阔,秸秆的收获时间也存在一定的差异,但趋势是一致的。这里所谈季节性主要针对农作物成熟时产生的秸秆,至于农作物收获后,经过加工过程产生的生物质资源如稻壳等不在此列,它根据粮食的市场需求加工产生。以上秸秆产生的特点将对开发利用秸秆的管理和技术方面带来重大影响。当然对于一些具体情况,应该具体问题具体分析处理。
从实际应用来说,秸秆作为能源原材料可用于制作秸秆煤或者用于秸秆发电。秸秆煤比起普通煤炭,秸秆煤不仅投入小、生产安全,还具有易燃耐燃、热效率高、残渣少等特点,在新农村建设中推广秸秆煤,不仅能使农村的生态环境得到保护,而且能使生产秸秆煤的农民家庭带来丰厚的利润回报。目前利用秸秆发电的途径有两种:一是秸秆气化发电,二是秸秆直接燃烧发电,用得最广泛的是秸秆直接燃烧发电。秸秆发电与常规的火力发电的不同之处主要是燃料不同引起燃烧系统的变化,重点是燃烧设备的变化,而热力系统的其余部分和电气系统与常规一般火电厂类同。秸秆燃烧的另一途径是利用已经运行电厂中的锅炉进行掺烧,这既可节约煤,又可增加秸秆利用的途径。各地电厂所配炉型不同,可以由秸秆的各种成型来满足不同炉型锅炉燃烧要求。有一种在煤粉炉中掺烧秸秆的思路是炉膛中下部稍加改造增加一块炉排烧秸秆,称之为联合燃烧。还有对将按要求被关闭的小型火力发电厂,可以对其锅炉改造或重新建设锅炉装置,改造成为生物质能电厂,这也是有利的途径。在新农村建设中使用秸秆发电,能够有利于减轻农民的负担,同时可以有利于保护环境。
生物质能在新农村建设的现状与发展对策
我国政府历来重视生物质能的开发利用,将其作为能源领域的一个重要方面,纳入了国家能源发展的基本政策之中,先后签署了《里约宣言》、《气候变化框架公约》等国际公约,颁布了《中国21 世纪议程》和《中国环境与发展十大对策》,在十届全国人大第四次会议通过了《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》,确定了可再生能源的发展目标,并提出要实行优惠的财税、投资政策和强制性市场份额政策,鼓励生产与消费可再生能源,提高可再生能源在一次能源消费中的比重,出台了一些支持可再生能源技术发展的政策性文件,这些都有力地推动着可再生能源(包括生物质能)的发展。十一届全国人大常委会第十次会议对可再生能源法修正案(草案)进行了初次审议。在审议中,常委会组成人员建议———大量消费煤炭造成环境污染, 农作物秸秆等发电利国利民。但现实却是,我国可作为能源使用的农作物秸秆、林业剩余物等却大量被废弃。资料显示,每年全国可作为能源使用的农作物秸秆资源量约为1.5亿吨标准煤,林业剩余物资源量约2亿吨标准煤,小桐子(麻疯树)、油菜籽、蓖麻、漆树、黄连木和甜高粱等油料植物和能源作物潜在种植面积,理论上可满足年产5000万吨生物液体燃料的原料需求。工业有机废水和畜禽养殖场废水资源量,理论上可以生产沼气近800亿立方米,相当于5700万吨标准煤。但到2008年底,全国生物质发电装机容仅315万千瓦,其中蔗渣发电170万千瓦,碾米厂稻壳发电5万千瓦,城市垃圾焚烧发电40万千瓦,秸秆、林木废弃物发电55万千瓦。
生物质能源技术同其他新能源技术一样,在其发展的进程中面临着众多的问题。概括而言,这些问题主要有两类:一类是共同性的问题,即绝大多数生物质能源都面临的问题另一类是特殊性问题,即生物质能各个领域中某些技术所面临的特殊问题,一般来说,由于生物质能源技术多种多样,其工艺特征不同、发展阶段不同、市场的取向不同,因此在发展过程中所面临的问题也有所不同。从共性上分析,主要存在以下几个主要问题。分别是:思想认识不到位,技术研发。创新能力弱,政府配套政策不健全,资金缺口大。投融资体系单一,市场体系建设不完善。针对这些存在的问题,为了生物质能的发展应需要做到:提高认识、理清思路、加大宣传,加强人才能力建设、加大科研投入,搞好试验示范,开展资源评价、调整种植业结构、发展能源作物。完善相关的法律法规,吸收外国的成功经验等等。
在呼唤环保建设的今天,无污染的生物质能将会成为热门的能源,为新农村建设带来经济性和环保性的双效收益。总而言之,生物质能是可再生能源,它的应用对于新农村建设有重大的意义,有利于环保工作的进行,而且产能的原材料数量多,分布广,有部分原材料还起到了变废为宝,回收利用等,加大应用生物质能的力度,能够促进调整能源结构,保障能源安全。当然,生物质能也不是没有缺点的,热值及热效率低,体积大而不易运输。直接燃烧生物质的热效率仅为10%一30%。这些缺点都需要技术的革新和政策的相应变动来进行改善,从而为新农村建设发展指向一条明亮的,无污染的发展道路。
生物质能与中国新农村建设
084386 汉语言文学 兰艳丽
摘 要:本文通过新能源——生物质能的概述,初步展示其性质特点。同时,结合当下时事,论述其在新农村建设中起到的作用来证明新农村的建设离不开生物质能的应用与发展,重点讲述了秸秆在实际应用中的途径与意义。而生物质能作为一种无污染,效益高的新性能源,通过查阅相关文献了解到其发展过程中存在的主要问题进行分析研究,进而提出了几点对策。
关键词:生物质能,新农村建设,秸秆应用,现状分析
生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能(biomass energy ),就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源依据来源的不同,可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。
生物质能特点
1) 可再生性
生物质属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用;
2) 低污染性
生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少;生物质作为燃料时,由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量,因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减轻温室效应;
3) 广泛分布性
缺乏煤炭的地域,可充分利用生物质能;
4) 生物质燃料总量十分丰富。
生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000~1250亿吨生物质海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多。
生物质能应用
生物质能一直是人类赖以生存的重要能源,它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源,在整个能源系统中占有重要地位。有关专家估计,生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的组成部分,到下世纪中叶,采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上。
目前人类对生物质能的利用,包括直接用作燃料的有农作物的秸秆、薪柴等;间接作为燃料的有农林废弃物、动物粪便、垃圾及藻类等,它们通过微生物作用生成沼气,或采用热解法制造液体和气体燃料,也可制造生物炭。生物质能是世界上最为广泛的可再生能源。据估计,每年地球上仅通过光合作用生成的生物质总量就达1440~1800亿吨( 干重 ),其能量约相当于20世纪90年代初全世界总能耗的3~8倍。但是尚未被人们合理利用,多半直接当薪柴使用,效率低,影响生态环境。现代生物质能的利用是通过生物质的厌氧发酵制取甲烷,用热解法生成燃料气、生物油和生物炭 ,用生物质制造乙醇和甲醇燃料,以及利用生物工程技术培育能源植物,发展能源农场。
新农村建设离不开新能源发展
中国是一个农业大国,农村人口占大多数,因此农村和农民问题是关系到国家稳定与发展的关键性问题。近年来,随着农村经济的发展,农民生活水平不断提高,广大农村对于能源的需求量也在不断上升,传统能源的大量使用造成了严重的污染问题,同时日益增大的农村能源需求量也给我国本已严峻地能源形势带来了更大的挑战。根据《2004年世界BP能源统计年鉴》提供的资料,2003年世界石油探明总储量为1567亿吨,中国石油探明总储量仅占世界的2.1%,但中国的石油年消费量却占到了世界的7.6%,2003年中国石油对外依存度达到了35%,专家预计这一数字到2020年将达到60%。同时我国农村许多地区风能、太阳能、生物质能源丰富,蕴含着发展新能源的巨大潜力,因此,将可持续发展理念引入农村能源利用领域,大力推进新能源建设,则是解决农村能源与环境之间矛盾的有效途径。
新农村建设是我国现代化进程中的重大历史任务,目的在于改善农村生态环境,提高农民生活质量。其中一项重要措施就是大力发展循环农业,开发使用新能源。过去对于农村能源有一个十六字方针,即“因地制宜,多能互补,综合利用,讲求效益”,这是在短缺经济的背景下,针对能源危机而提出来的。目前,我国农村的社会、经济及其能源供需结构形势发生了重大变化,大量商品能源进入农村市场,农村能源面临着结构升级和如何现代化的问题,原十六字方针因缺少生态观和市场观,已不符合现时和未来农村能源可持续发展的实际。因而开发利用生物质能对中国农村更具特殊意义。中国80%人口生活在农村,秸秆和薪柴等生物质能是农村的主要生活燃料。尽管煤炭等商品能源在农村的使用迅速增加,但生物质能仍占有重要地位。1998年农村生活用能总量3.65亿吨标煤,其中秸秆和薪柴为2.07亿吨标煤,占56.7%。因此发展生物质能技术,为农村地区提供生活和生产用能,是帮助这些地区脱贫致富,实现小康目标的一项重要任务。
1991年至1998年,农村能源消费总量从5.68亿吨标准煤发展到6.72亿吨标准煤,增加了18.3%,年均增长2.4%。而同期农村使用液化石油气和电炊的农户由1578万户发展到4937万户,增加了2倍多,年增长达17.7%,增长率是总量增长率的6倍多。可见随着农村经济发展和农民生活水平的提高,农村对于优质燃料的需求日益迫切。传统能源利用方式已经难以满足农村现代化需求,生物质能优质化转换利用势在必行。
生物质能在新农村建设中的应用意义
生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能储存在生物质内部的能量。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能,它通常包括以下几个方面:一是木材及森林工业废弃物;二是农业废弃物;三是水生植物;四是油料植物;五是城市和工业有机废弃物;六是动物粪便。在世界能耗中,生物质能约占14%,在不发达地区占60%以上。全世界约25亿人的生活能源的90%以上是生物质能。
以秸秆产能技术为例,秸秆产能是生物质能里面具有代表性的一种。秸秆属可再生能源,年复一年可保证能源的永续利用。有资料介绍,植物在燃烧过程中放出二氧化碳,但它在生长过程中要吸收二氧化碳,这放出和吸收是基本平衡的,所以对环境保护有利。同时从秸秆的化学成分和热值看亦有它的优势,将它燃烧产生的灰分不小于10%,而且灰分还是一种好的农作物所需的肥料,是发展循环经济的好项目。农作物的成熟期主要集中在春季和秋季,由于它们的生长期和成熟期与气候密切相关,因地区不同也有一些差异。我国秸秆的产生量主要集中在春末或春夏交替期、夏末或夏秋交替期及秋季。由于中国土地辽阔,秸秆的收获时间也存在一定的差异,但趋势是一致的。这里所谈季节性主要针对农作物成熟时产生的秸秆,至于农作物收获后,经过加工过程产生的生物质资源如稻壳等不在此列,它根据粮食的市场需求加工产生。以上秸秆产生的特点将对开发利用秸秆的管理和技术方面带来重大影响。当然对于一些具体情况,应该具体问题具体分析处理。
从实际应用来说,秸秆作为能源原材料可用于制作秸秆煤或者用于秸秆发电。秸秆煤比起普通煤炭,秸秆煤不仅投入小、生产安全,还具有易燃耐燃、热效率高、残渣少等特点,在新农村建设中推广秸秆煤,不仅能使农村的生态环境得到保护,而且能使生产秸秆煤的农民家庭带来丰厚的利润回报。目前利用秸秆发电的途径有两种:一是秸秆气化发电,二是秸秆直接燃烧发电,用得最广泛的是秸秆直接燃烧发电。秸秆发电与常规的火力发电的不同之处主要是燃料不同引起燃烧系统的变化,重点是燃烧设备的变化,而热力系统的其余部分和电气系统与常规一般火电厂类同。秸秆燃烧的另一途径是利用已经运行电厂中的锅炉进行掺烧,这既可节约煤,又可增加秸秆利用的途径。各地电厂所配炉型不同,可以由秸秆的各种成型来满足不同炉型锅炉燃烧要求。有一种在煤粉炉中掺烧秸秆的思路是炉膛中下部稍加改造增加一块炉排烧秸秆,称之为联合燃烧。还有对将按要求被关闭的小型火力发电厂,可以对其锅炉改造或重新建设锅炉装置,改造成为生物质能电厂,这也是有利的途径。在新农村建设中使用秸秆发电,能够有利于减轻农民的负担,同时可以有利于保护环境。
生物质能在新农村建设的现状与发展对策
我国政府历来重视生物质能的开发利用,将其作为能源领域的一个重要方面,纳入了国家能源发展的基本政策之中,先后签署了《里约宣言》、《气候变化框架公约》等国际公约,颁布了《中国21 世纪议程》和《中国环境与发展十大对策》,在十届全国人大第四次会议通过了《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》,确定了可再生能源的发展目标,并提出要实行优惠的财税、投资政策和强制性市场份额政策,鼓励生产与消费可再生能源,提高可再生能源在一次能源消费中的比重,出台了一些支持可再生能源技术发展的政策性文件,这些都有力地推动着可再生能源(包括生物质能)的发展。十一届全国人大常委会第十次会议对可再生能源法修正案(草案)进行了初次审议。在审议中,常委会组成人员建议———大量消费煤炭造成环境污染, 农作物秸秆等发电利国利民。但现实却是,我国可作为能源使用的农作物秸秆、林业剩余物等却大量被废弃。资料显示,每年全国可作为能源使用的农作物秸秆资源量约为1.5亿吨标准煤,林业剩余物资源量约2亿吨标准煤,小桐子(麻疯树)、油菜籽、蓖麻、漆树、黄连木和甜高粱等油料植物和能源作物潜在种植面积,理论上可满足年产5000万吨生物液体燃料的原料需求。工业有机废水和畜禽养殖场废水资源量,理论上可以生产沼气近800亿立方米,相当于5700万吨标准煤。但到2008年底,全国生物质发电装机容仅315万千瓦,其中蔗渣发电170万千瓦,碾米厂稻壳发电5万千瓦,城市垃圾焚烧发电40万千瓦,秸秆、林木废弃物发电55万千瓦。
生物质能源技术同其他新能源技术一样,在其发展的进程中面临着众多的问题。概括而言,这些问题主要有两类:一类是共同性的问题,即绝大多数生物质能源都面临的问题另一类是特殊性问题,即生物质能各个领域中某些技术所面临的特殊问题,一般来说,由于生物质能源技术多种多样,其工艺特征不同、发展阶段不同、市场的取向不同,因此在发展过程中所面临的问题也有所不同。从共性上分析,主要存在以下几个主要问题。分别是:思想认识不到位,技术研发。创新能力弱,政府配套政策不健全,资金缺口大。投融资体系单一,市场体系建设不完善。针对这些存在的问题,为了生物质能的发展应需要做到:提高认识、理清思路、加大宣传,加强人才能力建设、加大科研投入,搞好试验示范,开展资源评价、调整种植业结构、发展能源作物。完善相关的法律法规,吸收外国的成功经验等等。
在呼唤环保建设的今天,无污染的生物质能将会成为热门的能源,为新农村建设带来经济性和环保性的双效收益。总而言之,生物质能是可再生能源,它的应用对于新农村建设有重大的意义,有利于环保工作的进行,而且产能的原材料数量多,分布广,有部分原材料还起到了变废为宝,回收利用等,加大应用生物质能的力度,能够促进调整能源结构,保障能源安全。当然,生物质能也不是没有缺点的,热值及热效率低,体积大而不易运输。直接燃烧生物质的热效率仅为10%一30%。这些缺点都需要技术的革新和政策的相应变动来进行改善,从而为新农村建设发展指向一条明亮的,无污染的发展道路。
【1】 秦大东曹军.浅论我国生物质能发展现状及对策.安徽通报,Anhui Agri.sci.bull.2007,13(1):133-135.
【2】 闫廷满.生物质能: 秸秆发电的思考.东方电气评论第21卷,第1期,2007:1-4
【3】 田永淑. 新型秸秆气化炉及净化工艺. 河北唐山,可再生能源 2003.4
【4】 法忠勇.推进我国农村新能源推广应采取的措施, 甘肃农业2007 年第9 期
【5】 陈亚中 生物质能源应用前景分析 2008
【6】 百度百科
虽然自然界里水会循环,但是,人类的用水量远高于可以让人类运用的水,节约用水就成了我们每个人
都应该做的事情。
我觉得,已用过的水和已经遭受污染的水都可以再次利用。例如,洗菜、洗衣服的水可以冲马桶,受过污染的水可以在一切能够利用的情况多多利用,这样不仅减少了水费,更做到了节约用水的目的。而城市污水应多多回用于公用设施和住宅冲洗厕所、浇灌绿地、景观用水, 浇洒道路等, 这样做,污水的循环作用就提高了不少!
你知道吗?地球上有70.9%都是水,可这些水中有97.47%是咸水,咸水大部分是海洋水,不能饮用,因为1KG海洋水中就有39G个盐类物质;而这些水中的2.53%是淡水,而淡水大多是冰川水和深层地下水,这两种水占淡水的99%,可供我们人类使用的水仅占淡水的0.3%,我们的水资源十分少。我国是个缺水的国家,因此,我们更要节约用水,保护水资源。
水资源的利用在生活中是无所不在的,工厂排放出的污水再经过净化后同样可以循环使用,但是,也是要付出代价的,例如净化的成本,而这些又需要消耗资源。
雨水是我们每个人都见过的吧。当然,你有没有想到利用雨水就很难说了。科学家们都认为,雨水其实是一种难得的财富,它也是水资源,而且相当宝贵,但是,从全国范围看,我国的雨水收集与利用率还很低,我们应该用科学发展的思维看待雨水,用科学手段对待雨水,让雨水留下来,被我们科学地、循环地加以利用后,再科学地送它或入地或入河湖而去。这样何尝不是一种充分利用水资源的方法呢?
其实,水的宝贵大多数人都知道,却也选择遗忘。多少人不知道该如何节约用水?多少人浪费水资源?恐怕多得很吧。这就跟宣传有关了,我想,电视方面应该多多播放关于资源利用的问题,政府的宣传也是相当重要的,而新时代的祖国花朵们,更应该在从小就养成节约用水的好习惯,要知道,我们人类,离不开水,整个地球,离不开水!
况且节水有很多好处,不仅有利于缓解水资源的供需矛盾,减轻城市发展对环境的压力,还有利于延续供水和污水处理设施的建设投资,降低供水和污水处理设施的运行成本。从战略角度来看,节水绝对百益而一害!
节约用水靠得不是一个人的努力,是千千万万的人的努力,但不管用什么办法,我们都应该立即行动起来,把理念化为行动,要知道,水在日渐地减少,节水行动刻不容缓!
未来的能源
现在,每个国家都需要能源。瞧,有的国家为能源在争吵,有的国家为能源随时准备战争,想用武力掠夺能源(如伊拉克与科威特的战争,印度尼西亚与马来西亚的海上领土纠纷)。可见,能源是多么重要,因为我们现在用的电大部分就是以煤作为能源开发利用的;在大街上跑的汽车绝大部分是以汽油或柴油为动力的,而汽油和柴油是以地下开采的石油提炼出来的;在家里煮饭大部分用的是煤气与天然气。
据说,石油、煤、天然气的开采和使用都会不同程度地污染环境哟!
那么,如果哪一天地下的石油、煤、天然气都开采完了,怎么办?也许,用不着100年,地球上的地下能源就会枯竭。到那时,因为没有电,电视机开不了、空调无法启动、电脑成废物、甚至到晚上连电灯也无法开亮;因为没有石油和煤的资源,飞机、火车、轮船、汽车通通都开不动了。这样一来,我们就只能坐马车或骑自行车去学校上课啦,而且晚上大街和家里都是一片漆黑,晚上在家做作业就只能烧柴火来照明了。哗!那太可怕啦?!
据说,还有一种能源是用水来发电的,但是开发水电要拦截河流,而且会影响地球上的生态平衡哟!
我不希望看到世界上有争吵与战争,我希望世界上充满欢乐与和平。所以我幻想要是每家每户都有一个“微型能源器”该多好。这个能源器不需要我们去破坏地下资源,可以随时吸收储藏太阳能、风能等所有大自然的自然能源(如果让它放在海边,还可以随时
吸收储藏潮汐产生的动能……),需要用能源时可以随时随地释放出来供大家使用,如果需要用很大的能源动力时(如飞机、火车、轮船)可以用很多很多的“微型能源器”相互组合来提供能源。这样一来,有了这种“微型能源器”,世界上每个国家之间也许不会再争吵、不会再发动战争了;而且肯定不会造成环境污染,也不会破坏生态平衡;同时,可以美化我们的城市,因为我们可以不需要大街上那些难看的电线杆、电线塔及缠绕在上面象蜘蛛网一样的电缆线;还有,这种“微型能源器”,不需要进行高压变电,可以彻底消除因电磁波产生辐射给人类造成的健康损害。
也许在不久的将来,“微型能源器”便会出现,带给人类和平、健康和快乐!
提起全球变暖这一话题,许多人可能还会觉得全球变暖离我们还有段距离,现在还不需要去考虑这些问题,但是如果人类再不做出一些什么举动来加以控制的话全球变暖将会迅速来临,甚至影响到人类的生存环境。实际上近几年来,全球变暖已经悄悄的来临,只是还没有到我们想象中那么严重的地步而已。
从2019年的数据显示,北极常年冰在过去的35年里整整消失了95%,或许在几十年的时间内,北极将会出现无冰的情况。1984年的1月北冰洋的海冰有310万公里,到2019年的1月已经缩短到仅剩下11.6万平方米,如此迅速的变化让人触目惊心,更何况已经到了2020年,我们能感受得到今年的气候十分温热,每天都是差不多35到40度的高温,可想而知,人类再不做出一些改变的话,全球变暖将会发展得越来越猛烈。
而全球变暖首当其冲受到影响的就是可怜的北极熊,它们正在面临灭亡的危险,而造成它们灭亡的原因无外乎两个,饿死和溺死。在过去的纪录片中我们能看到许许多多的北极熊在长达5~8天无尽头的游泳中发生溺死的情况,这直接导致了许多的北极熊不敢下水捕猎造成饿死,但是除此之外还有一个非常残忍的现象,公熊们因为不敢去捕猎而只能杀死同伴,吃同伴的肉体,不顾母熊的哀嚎,猎杀小熊。
除此之外,人类的生存也遭受威胁。第一发生大海啸,北冰洋的冰山被融化,而那些水就会流进大洋里面,如果这些水流到海拔相对低的地方,那么就会淹没这些海拔低的地方,如果刚好有人类居住在这些地方,那么就要面临被淹没的危险。第二发生温盐环流失效,这个温盐环流其实就是地球自我平衡自我保护的一种手段,倘若失效的话就会造成低纬度地区热死了,高纬度地区处于冰天雪地。